ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERACIONAIS. Prof. Dr. Daniel Caetano
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- Aníbal Madureira Botelho
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1 ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Dr. Daniel Caetano
2 Objetivos Compreender o que é um Sistema Operacional Conhecer as principais funções de um sistema operacional Lembrete: Lista 2!
3 Material de Estudo Material Notas de Aula Apresentação Material Didático Biblioteca Virtual - Acesso ao Material (Aula 9) (Aula 9) Arquitetura e Organização de Computadores, páginas 239 a 285
4 INTRODUÇÃO
5 Por que estudar S.O.s? Engenheiro eletrônico: faz hardware Por que estudar software? Porque todo hardware tem um software Porque todo projetista de hardware entra em contato com o engenheiro de computação Porque só é possível compreender alguns recursos do hardware após compreender o uso destes recursos no software
6 Qual a Importância de um S.O.? Em princípio, um S.O. é um programa... Mas sua função é: permitir acesso... Dos usuários aos programas Sistema Operacional Software (Editor de Textos, Tocador de Música, Comunicação...)
7 Qual a Importância de um S.O.? Em princípio, um S.O. é um programa... Mas sua função é: permitir acesso... Dos programas ao hardware Sistema Operacional Hardware (Memória, CPU, Impressoras, Rede...)
8 Qual a Importância de um S.O.? Em princípio, um S.O. é um programa... Mas sua função é: permitir acesso Torna o Dos programas ao hardware computador ÚTIL! Sistema Operacional Hardware (Memória, CPU, Impressoras, Rede...)
9 O CONCEITO DE SISTEMA OPERACIONAL
10 O Conceito de Sistema Operacional Função: Executar ou auxiliar a execução de tarefas básicas Exemplos: Carregar um programa Gerenciar a impressão de um documento Escolher qual programa executar etc.
11 O Conceito de Sistema Operacional Mas... o que é o S.O.? Conjunto de rotinas, em geral de baixo nível Complexidade variada Carregador de Programas... Infinidade de Funções
12 S.O. E A PADRONIZAÇÃO DO ACESSO
13 O Conceito de Sistema Operacional Padronização do Acesso a recursos Subsistemas e Drivers print(data) cout << data
14 Padronização de Acesso Como acessar recursos diferentes de maneira igual? cout << dado write(dado) out (port1), comando out (port1), dado
15 Padronização de Acesso Como acessar recursos diferentes de maneira igual? cout << dado write(dado, pos) out (port2), comando out (port2), posição out (port2), dado
16 S.O. E O COMPARTILHAMENTO DE RECURSOS
17 Compartilhamento de Recursos Vários Programas... Mesmos recursos Como compartilhá-los de maneira organizada? Exemplo: Um programa está imprimindo Outro tenta imprimir O que fazer? a) Fazer o segundo programa esperar b) Receber os dados e aguardar
18 Compartilhamento de Recursos O que mais compartilhar? Tela, teclado, mouse... Múltiplas janelas Disco e rede... Intercalar acessos Múltiplos usuários Computador de casa Mainframe Sistema Operacional: gerenciador de recursos
19 GERENCIAMENTO DE PROCESSOS
20 Gerenciamento de CPU/Processos Muitos Processos x Poucas CPUs Processamento Sequencial? MSN CPU Media Player Navegador
21 Gerenciamento de CPU/Processos Muitos Processos x Poucas CPUs Processamento Sequencial? CPU Media Player Navegador
22 Gerenciamento de CPU/Processos Muitos Processos x Poucas CPUs Processamento Sequencial? CPU Navegador
23 Gerenciamento de CPU/Processos Muitos Processos x Poucas CPUs Processamento Sequencial? CPU É assim? Navegador
24 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
25 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
26 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Acabou a fatia de tempo! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
27 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
28 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
29 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Acabou a fatia de tempo! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
30 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
31 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
32 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Acabou a fatia de tempo! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
33 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
34 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
35 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Acabou a fatia de tempo! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
36 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
37 Escalonamento de Processos PCB: qual processo está em execução Fila de Execução Executando...! Sistema Operacional E assim por diante! A C Memória B D Processo A.EXE B.EXE C.EXE D.EXE PID Endereço 0x2000 0x4000 0x3000 0x5500 Som?
38 Fatia de Tempo (timeslice) Quando ocorre a troca de processos? Quando acaba a fatia de tempo de um processo Quando ele finaliza Quando ele tenta ler um periférico lento Fatia de Tempo...? Controlada por um timer (despertador) Timer é configurado pelo S.O. para disparar... após 32ms e coloca um processo em execução Quando timer dispara, ocorre uma interrupção O controle volta diretamente para o S.O.
39 GERENCIAMENTO DE MEMÓRIA
40 Gerenciamento de Memória Por que gerenciar memória? Recurso limitado! Muitos programas compartilham a mesma memória Um pode prejudicar outro? Quem cuida disso? O sistema operacional
41 MEMÓRIA Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória O que fazer quando não cabe? MSN Media Player Navegador
42 MEMÓRIA Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória O que fazer quando não cabe? MSN Falta memória? Media Player Navegador
43 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador
44 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador
45 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador
46 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador
47 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador
48 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Muitos Processos x Pouca Memória Quando não cabe: Move programa menos usado MSN Media Player Navegador Memória Virtual
49 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Mas e se o programa sem uso fosse o MSN? MSN Media Player Navegador
50 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Mas e se o programa sem uso fosse o MSN? MSN Media Player Navegador
51 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Mas e se o programa sem uso fosse o MSN? Media Player MSN Navegador
52 MEMÓRIA HD Gerenciamento de Memória Mas e se o programa sem uso fosse o MSN? Media Player MSN Navegador
53 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim 0x2000 0x34FF Sistema Operacional A Memória Dividem a memória em dois tipos de região: Acessível (entre os dois marcadores) Não Acessível (fora dos marcadores)
54 0x0000 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim Sistema Operacional A Memória O sistema operacional tem acesso a tudo... 0x7FFF
55 0x0000 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim Sistema Operacional A Memória Quando um processo vai entrar em execução... 0x7FFF
56 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim 0x2000 0x54FF Sistema Operacional A Memória Quando um processo vai entrar em execução... A MMU é reconfigurada! Quando acaba a fatia de tempo do processo...
57 0x0000 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim Sistema Operacional A Memória O controle volta ao SO... Com a respectiva reconfiguração da MMU! 0x7FFF
58 0x0000 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim Sistema Operacional A Memória B Vantagem... Podemos ter mais processos protegidos entre si 0x7FFF
59 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim 0x2000 0x54FF Sistema Operacional A Memória B Vantagem... Podemos ter mais processos protegidos entre si
60 Gerenciamento de Memória MMUs Modernas: Dois Registradores Início Fim 0x5500 0x6FFF Sistema Operacional A Memória B Vantagem... Podemos ter mais processos protegidos entre si Analogia: república de estudantes com uma governanta
61 GERENCIAMENTO DE DISPOSITIVOS
62 Gerenciamento de Dispositivos Responsável pelo controle de funções básicas... Polling, IRQ, DMA... Controle compartilhamento dos dispositivos Dispositivos podem ser Compartilhados Acesso exclusivo Spool Espera
63 CONCLUSÕES
64 Resumo S.O.: software intermediário usuário programas programas hardware Recursos do Hardware: controlados pelo S.O. Troca de Processos: timer de hardware IRQ Acesso à Memória: MMU TAREFA Lista 2!
65 Próxima Aula Ok... mas o S.O. é um programa... Quem o executa é a CPU! Como é a CPU? O que ela faz?
66 PERGUNTAS?
67 BOM DESCANSO A TODOS!
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